TWI384051B - 液態螢光劑組成物及發光裝置 - Google Patents

Description

液態螢光劑組成物及發光裝置

本發明係有關於螢光劑，且特別是有關於一種液態螢光劑及其應用。

白光發光二極體(LED)的製造方法有兩種：一種為藍色LED晶片(InGaN LED)發出的藍光去激發YAG:Ce3⁺ 螢光粉發出黃光和未被吸收的藍光混成白光，另一種為紫外光(UV)LED晶片(AlGaN)激發紅綠藍(R.G.B.)螢光粉混合發光。但是不論何種製程，都面臨到螢光粉需要分散均勻混合在一高透明、耐高溫的黏結劑中，再硬化成形，然而因為螢光粉與黏結劑不相容，因此常有因螢光粉分散不均而導致發光不均勻。

習知技術中提到螢光劑之專利，例如中華民國專利459403、中華民國專利565956、美國專利US 20040231554、日本專利JP2004-326910等。然而，以上專利全屬固態螢光劑組成，皆需將螢光材料混入未飽和透明樹脂內，添加硬化劑或其它促進劑，交聯硬化而成LED用螢光層。

本發明提供一種液態螢光劑組成物，包括：(a)0.001-2重量份之螢光材料，其擇自螢光高分子、螢光染料、或前述之組合；以及(b)100重量份之環狀分子溶劑，其沸點大於100℃。

本發明更提供一種發光裝置，包括：一基材；一發光單元，設置於基材上；前述之液態螢光劑組成物，設置於發光單元上；以及，一封裝元件，將液態螢光劑組成物密封在一容置區域中。

為讓本發明之上述和其他目的、特徵、和優點能更明顯易懂，下文特舉出較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下：

本發明提供一種液態螢光劑組成物及其應用，其有別於先前技術中以螢光劑與黏結樹脂硬化所形成之固態螢光劑組成。在本發明中，係將可溶解的螢光材料溶於環狀分子溶劑中，形成均一性(homogeneous)液態螢光劑，透過溶劑分子的共軛比例可調整光激發波長至最佳發光位置。此外，亦可選擇性(optionally)添加一光色調控劑，進一步微調發光光色並調整液態螢光劑之黏度，以適合各種液態加工製程。將液態螢光劑組成物直接噴印、網印、塗佈、灌注或點膠於發光元件(例如藍光LED晶片)，形成液態螢光劑層(不需硬化過程)，再封以玻璃透鏡，可簡單的製作高效率白光光源或各種光色的複合LED光源。

以下將詳述液態螢光劑之組成成份。

本發明之液態螢光劑組成物主要包括：

(a)0.001-2重量份之螢光材料，尤以0.01-1重量份為佳；

(b)100重量份之環狀分子溶劑。此外，可選擇性(optionally)添加：

(c)1-50重量份之光色調控劑，尤以3-40重量份為佳；

(d)0.02-5重量份之受阻胺光安定劑，尤以0.5-2重量份為佳。

前述之螢光材料(a)可為螢光高分子、螢光染料、或前述之組合。螢光高分子可以是芴系衍生共聚物，例如以9,9-雙烷基芴(9,9-Dialkyl-fluorene)共軛分子為核心，再導入其他高螢光性芳香族分子共聚，以調整螢光顏色並提高螢光效率，其結構如式(I)所示：

式(I)之芴系衍生共聚物係由芴衍生物單體單元以及一種以上具有至少一共軛基的苯基、萘基、雜環基、多環芳香基及多環雜環基所組成。

式(I)的Ar₁ 、Ar₂ 、Ar₃ 係各自獨立，且可選自由下列式(II)官能基所組成之群組：

上述螢光高分子式(I)與式(II)之R₁ ～R₁₂ 係各自獨立的為氫，醇基，直鏈或支鏈之C_1-22 烷基，直鏈或支鏈之C_1-22 烷氧基，鄰位、間位或對位之烷基苯基，或鄰位、間位或對位之烷氧基苯基，且式(I)之m、n、p、q為重複單元之數目。其中式(I)之m佔所有重複單體比例(m/(m+n+p+q))至少10%以上，最佳50%以上，但n、p、q其一或其二可為0(表示不含此重複單元)。

此外，螢光高分子也可以是如下列式(III)所示之聚對苯乙烯(poly(phenylene vinylene)，簡稱PPV)系高分子：

　式(III)

其中R₁₃ ~R₁₅ 係各自獨立的為直鏈或支鏈之C_1-22 烷基，鄰位、間位或對位之烷基苯基，鄰位、間位或對位之烷氧基苯基，且a、b為重複單元之數目。基於不同發光顏色之需求，a可為0(例：發橘光之MEH-PPV)或b可為0(例：發綠光之DB-PPV)。而為得到黃色激發光源，兩種帶支鏈的對苯分子可共聚得到黃光螢光高分子，其中a佔所有重複單體比例(a/(a+b))至少50%以上，最佳80%以上。

除了螢光高分子外，本發明所用之螢光材料(a)也可以是螢光染料，例如：香豆素6(Coumarin 6)、螢光黃(Fluorescein)、吖啶(Acridine)、4-二氰亞甲基-2,6-二甲基-4H-吡喃(DCM；4-(Dicyanomethylene)-2-methyl-6-[p-(dimethylamino)-styryl]-4H-pyran)、硝基二苯乙烯(Nitrostilbene)、硝基苯並噁二唑(Nitrobenzoxadiazole)、核黃素(Riboflavin)、若丹明(Rhodamine)、或前述之組合。

在一實施例中，螢光材料(a)之紫外光-可見光(UV-Vis)吸收光譜位於440-470nm以吸收藍光LED之光源。在其他實施例中，螢光材料(a)可具有其他吸收波長，以應用在其他顏色的光源。

本發明利用上述螢光材料作為螢光發光物質，將其溶解於具環狀分子的溶劑中，環狀分子溶劑如具有共軛結構會與螢光物質中的共軛分子產生共振，因而降低螢光物質的能隙。因此，藉由控制環狀分子溶劑的共軛多寡，即可控制發光光色紅位移的程度，達到所需光色。

本發明所用之環狀分子溶劑(b)為沸點大於100℃之高沸點溶劑，包括：非共軛溶劑，例如甲基環己烷(Methylcyclohexane)、十氫萘(Decahydronaphthalene)；部分共軛溶劑，例如環己基苯(Cyclohexylbenzene)、1,2,3,4-四氫萘(1,2,3,4-Tetrahydronaphthalene)、苯甲醚(Anisole)、苯乙醚(Phenetole)、乙基苯(Ethylbenzene)、丙基苯(Propylbenzene)、異丙苯(Cumene)；全共軛溶劑,例如甲苯(Toluene)、二甲苯(Xylene)、三甲基苯(Tri-methylbenzene；TMB)、甲基萘(Methylnaphthalene)、二甲基萘(Dimethylnaphthalene)或前述之組合。表一列出部分環狀分子溶劑之結構與特性。

除上述成份外，本發明可視需要添加光色調控劑(c)。本發明所選用之光色調控劑(c)為可溶於環狀分子溶劑之非共軛分子、部分共軛分子、全共軛分子、或前述之組合。非共軛之光色調控劑例如是茂金屬催化之環烯烴共聚物(m-COC)；部分共軛之光色調控劑例如是聚苯乙烯(polystyrene；PS)；全共軛之光色調控劑例如是聯苯撑(Biphenylene)、萘(naphthalene)等。表二列出部分光色調控劑之結構與特性。

藉由光色調控劑分子的共軛程度，可進一步微調發光光色，達到更精凖的發光光色，例如550nm，以提升發光效率。再者，光色調控劑同時可用來調整黏度，使此液態螢光劑可適於各式液態加工製程。液態螢光劑組成物之黏度可從1至50,000cps(25℃下)。一般而言，未添加光色調控劑(c)時，液態螢光劑的黏度較低，適合低黏度(25℃，1-20cps)的噴印或灌注製程。添加光色調控劑(c)後可將液態螢光劑調整成適合中黏度(25℃，10-1000cps)的塗佈製程，或高黏度(25℃，500-50,000cps)的網印或點膠製程。

在一實施例中，本發明之液態螢光劑組成物可吸收藍光LED(440-460nm)光源，而被激發出高效率較長波長之第二光色(例如530-700nm)，此第二光色可與原藍光混光而發白光，或是完全轉為第二光色，而發綠光、黃光與紅光。

此外，本發明之液態螢光劑組成物可視需要更包括一受阻胺光安定劑(d)，以增加其穩定性。可用之受阻胺光安定劑包括：二(2,2,6,6-四甲基-4-砒啶基)癸二酯、N-甲基-1-丁胺、或前述之組合。

以下將配合第1圖說明本發明之液態螢光劑組成物的應用。第1圖顯示本發明一實施例之發光裝置100的示意圖。如圖中所示，發光裝置100包括一基材200，例如陶瓷杯碗，其上設置有一發光單元210。發光單元210可以是各種類型的發光元件，包括(但不限於)：無機發光二極體、雷射二極體、有機發光二極體等。在一特定實施例中，發光單元210為GaN或GaInN藍光LED晶片。

本發明之液態螢光劑組成物220可藉由噴印、網印、塗佈、灌注或點膠等製程配置在發光單元210上，直接作為螢光光色轉換層(不經固化)，然後再以一封裝元件230，例如玻璃、塑膠，將液態螢光劑組成物220密封在容置區域240中。液態螢光劑組成物220可吸收發光單元210產生之第一光源，將之完全轉換成一第二光源。或者，可將發光單元210產生之第一光源與第二光源混光而產生白光。如此，可簡單的製作高效率白光光源或各種光色的複合光源。

另外，在配置液態螢光劑組成物220之前，較佳可先在發光單元210上形成透明保護層250以隔離發光單元與液態螢光劑組成物，可避免發光單元直接曝露在液態螢光劑組成物220下，而影響發光效能。透明保護層250例如是環氧樹脂、壓克力樹脂、或聚乙烯醇(PVA)樹脂，厚度例如約0.1~1.0微米(μm)。

雖然第1圖所示之基材200為一杯狀基材，且液態螢光劑組成物220係密封在封裝元件230與基材200之間的容置區域240，但本發明之發光裝置並非以此為限，例如，基材可以是其他凹口型態之基材或者是平面基材，而封裝元件亦不限於圖中所示之透鏡形狀，例如封裝元件可以是一透明平板匣，而此時係將液態螢光劑組成物灌入透明平板匣中的容置區域，再將邊緣封裝後，搭配藍光背光源，即可形成平面光源。

另外，在容置區域中可灌入不同尺寸的氣泡或透明不相容液體，形成圓形浮動之透光氣泡/液泡，搭配藍光或其他背光源形成藝術圖騰光源。其中透明不相容液體可以是與液態螢光劑組成物具有不同黏度的液體，或是與液態螢光劑組成物不互溶的液體。再者，上述透明不相容液體也可是具有不同發光波長的液態螢光劑組成物。

綜上所述，本發明之液態螢光劑組成物可透過環狀分子溶劑與光色調控劑共軛分子比例，調整光激發光波長至最佳發光位置來提昇發光效率，且只需要一道液態製程而且不需任何硬化過程，故製程較為簡單。由於本發明之液態螢光劑組成物為均一相，沒有螢光粉分散不均的問題。在較佳實施例中，可達到135lm/W ＠ 4358K CCT(暖色系色溫)或98lm/W ＠6452K CCT(純白光色系)之超高效率白光LED之發光光源。且演色性(CRI)亦可由相同衍生物之有機螢光分子組成調配，可超越無機LED(YAG+Blue LED：CRI=70)達到CRI=84的高演色性白光。

【實施例】 【單體m1合成】 m1:9,9-二辛基-2,7-二溴芴(9,9-dioctyl-2,7-dibromofluorene)

取10克2,7-二溴芴(2,7-dibromofluorene;Aldrich,97%)置於圓底瓶中，加入175毫升二甲基亞碸(DMSO;ACROS)，再加入8克叔丁醇鉀(potassium t-butoxide;Aldrich)，再以加料漏斗緩慢滴入19克1-溴辛烷(octylbromide;Aldrich)，於45℃下反應24小時。反應完成後，以乙酸乙酯稀釋，以100毫升水洗三次，乾燥後減壓濃縮，即獲得白色固體15克，以異丙醇(IPA,ACROS)做再結晶純化，即得單體ml共13.25克，為針狀結晶固體，產率77%。1H-NMR(CDCl3,400MHz)：δ(ppm)7.51(d,2H),7.45(d,2H),7.44(dd,2H),1.91(t,4H),1.22-1.05(m,24H),0.83(t,6H)。

【單體m2】

m2:9,10-二溴蒽(9,10-Dibromoanthracene,CAS No. 523-27-3)係直接購自Aldrich Co.，利用甲苯(Acros)溶解放入冷凍櫃再結晶純化。

【單體m3合成】 m3:二溴苯並噻二氮唑(4,7-Dibromo-benzothiadiazole)

稱取13.6g苯並噻二氮唑(benzothiadiazole,CAS：273-13-2，Aldrich)與100ml二氯甲烷(Dichloromethane,CH₂ Cl₂ ,Merck)攪拌溶解，再加入60ml醋酸(HOAc;Merck)於室溫攪拌，於加料管內加入50ml醋酸與40ml溴水(Br₂ ,Merck)，緩慢的滴入攪拌溶液中。室溫反應過夜。反應結束後過濾，將收集到的固體用乙醚沖洗抽乾，固體以異丙醇(IPA,ACROS)再結晶得到單體m3，為白色針狀晶體。¹ H NMR(400MHz,CDCl₃ )：δ(ppm)7.724(s,2H)。

【單體m4合成】

m4：二溴吩苯並噻二氮唑)(4,7-Bis-(5-bromo-thiophen-2-yl)-benzo[1,2,5]thiadiazole)

1克(3.4mmole)二溴苯並噻二氮唑(4,7-dibromo-2,1,3-benzothiadiazole;m3)、3.06克(8.2mmole)三丁基錫吩(2-(tributylstannyl)thiophene;Aldrich)與0.0477克(0.068mmole)Pd(PPh₃ )₂ Cl₂ (STREM)溶於25毫升四氫呋喃(THF)溶液，加熱到迴流三小時。降溫終止反應，將THF抽乾。利用管柱層析純化可得產物二吩苯並噻二氮唑(4,7-dithien-2-yl-2,1,3-benzothiadiazole)0.71克，產率69%。稱取3克二吩苯並噻二氮唑(4,7-dithien-2-yl-2,1,3-benzothiadiazole)與30ml CH₂ Cl₂ (Aldrich)攪拌溶解，再加入30ml醋酸(ACROS)於室溫攪拌。再緩慢的滴入20ml醋酸與4ml溴水(Br₂ ;Merck)混合液，室溫反應18小時，以水沖洗沉澱物再以二氯甲烷再沉澱得到單體m4，為暗紅色固體。¹ H NMR(400MHz,CDCl₃ )：δ(ppm)7.787(d,4H,4.0Hz),7.140(d,2H,4Hz)。

【單體m5合成】

m5：二甲基溴2,3-雙丁氧基苯(1,4-Bisbromomethyl-2,3-dibutoxy benzene)

在1000ml之二頸瓶中加入118.5g嗎林(Morpholine,Aldrich)、41g甲醛(formaldehyde,Merck)與500ml異丙醇(Isopropyl alcohol,ACROS)，加熱至95℃。再加入50g兒茶酚(TCI)，95℃下反應2.5小時。加入100ml乙酸乙酯(Ethyl acetate;ACROS)在室溫下攪拌30分鐘過濾，所得之固體再加300ml乙酸乙酯加熱至60℃攪拌，降溫過濾，以乙酸乙酯沖洗，得固体DB1(82g)，收率58.6%。

在2000ml之二頸瓶中加入56.5g DB1、乙醇(99.5%，Merck)1000ml，再加入K₂ CO₃ (Aldrich)100g與正丁基溴(n-butyl bromide;Aldrich)113g後，加熱至回流溫度反應69小時。過濾之濾液以減壓濃縮機抽乾溶劑。加入500ml乙酸乙酯以水淬取，淬取亦以MgSO₄ 乾燥、過濾、濃縮後得棕色液体66.36g(DB2)，收率86.1%。

66.36g之DB2、210ml CH₃ COOH(ACROS)、91g CH₃ COONa(Aldrich)與105ml之醋酸酐(Acetic anhydride;Merck)置於1000ml之二頸反應瓶中加熱至溫度130℃反應89小時。以乙酸乙酯與水淬取，然後用MgSO₄ 脫水、過濾、濃縮，得棕色液体65.24g(DB3)。再加入200ml HBr(33% in glacial acetic acid,Aldrich)，在室溫反應2.5小時。反應液以乙酸乙酯與水淬取，再以MgSO₄ 脫水、過濾、濃縮，可得棕色液体64.4g。經活性碳脫色與甲醇再結晶，可得m5，為白色固體。¹ H NMR(400MHz,CDCl₃ )：δ(ppm)7.082(s,2H),4.519(s,4H),4.086(t,4H,6.7Hz),1.798(m,4H),1.534(m,4H),1.002(t,6H,7.3Hz)。

下列表示製備單體m5之流程：

【單體m6】

單體m6：二甲基溴(1-甲氧基4-(2乙基己氧基))苯(2,5-Bis(bromomethyl)-1-methoxy-4-(2-ethylhexyloxy)benzene,CAS No.2096255-56-2)係直接購自Aldrich Co.，經異丁醇(IPA，ACROS)再結晶純化。

【芴系螢光高分子共聚合】

以m1單體為主要分子搭配m2~m4單體，透過Yamamoto耦合反應共聚合，得到綠色、黃色與紅色螢光高分子。下列說明黃光菲系共聚高分子之聚合方法，其它諸如綠光與紅光高分子亦經由同樣方法共聚而成：

在除氧除水狀態下，將2.91g(10.59mmole)雙-(1,5-環辛二烯)鎳(Bis(1,5-cyclooctadiene)Nickle,Ni(COD)₂ ;Stream)、1.65g2 ,2 -聯吡啶(2,2-Bipyridyl,BPY;Aldrich)1.3ml(10.59mmole)順，順-1,5-環辛二烯(cis,cis-1,5-cyclooctadiene,COD;Aldrich)、5ml無水THF(Merk)於50ml反應瓶中加熱至80℃且攪拌30分鐘後，在氮氣密封下加入預先溶解於無水THF中之單體。單體種類與比例為：m1：m2：m3：m4=50(2.75g,5mmole)：32.4(0.96g,3.24mmole)：17.5(0.58g,1.75mmole)：0.1(0.04g,0.1mole)，80℃下反應兩天後，加入0.15g(0.7mmole)4-叔丁基溴化芐(4-tert-butylbenzyl bromide;Aldrich)與10ml無水THF，繼續反應24小時。反應結束後將樣品倒入1000ml THF中，加入1cc鹽酸攪拌兩小時，過濾取得濾液，將所得之濾液通過氧化鋁管柱層析除去金屬觸媒。用甲醇做再沉澱，過濾之固體以甲醇沖洗，抽真空除去殘留溶劑，得到橘色固體約0.8g，產率約40%。GPC：Mw=42K dalton,PDI=2.7。溶於甲苯溶劑(0.0005M)，測得UV吸收峰(UV-Vis,solution)為434nm，以450nm光激發光(PL,solution)波峰為525nm。

更改單體共聚比例，同樣聚合步驟亦可得到綠光與紅光芴系螢光高分子，其結構式與單體比例如下：

紅光芴系螢光高分子m：n：p：q=50：17.5：30：2.5

黃光芴系螢光高分子m：n：p：q=50：17.5：32.4：0.1

綠光芴系螢光高分子m：n：p：q=50：17.5：32.5：0

【聚對苯乙烯(PPV)螢光高分子聚合】

由上述之m5,m6單體透過Gilch脫鹵化氫縮合聚合反應(dehydrohalogenation condensation polymerization)，依不同比例共聚成綠光、黃光與橘光螢光高分子。

取3g(7.4mmole)m5單體與0.158g(0.39mmole)m6單體置入一四頸瓶，徹底烘烤乾燥並以N₂ 密封，注入無水300mlTHF，攪拌至溶解呈透明無色液體。取60ml叔丁醇鉀(t-BuOK;Aldrich,conc.1M in THF)，注入四頸瓶內，此時溶液成粉黃色，常溫充N₂ 反應24小時(Gilch dehydrohalogenation condensation polymerization)。得到帶螢光橘黃色黏稠液體。將此高黏度液體倒入加料漏斗，緩緩滴入甲醇燒杯中，得到絲狀橘黃色膠體，過濾並置入瓶內抽真空乾燥，得到橘色纖維片狀固體。將此橘色纖維固體再度溶解於THF中，緩緩滴入甲醇燒杯中，得到之膠體，過濾並置入瓶內抽真空乾燥，得到DB-MEH-PPV共聚物，為橘色纖維片狀固體。重量平均分子量(Mw)約770K dalton，PDI=4.2。溶於甲苯溶劑(0.0005M)，UV-Vis吸收光譜467,497nm，以450nm光激發光譜(PL)556nm。PPV共聚物之結構式如下，其中a，b為重複單元之數目：

依同樣聚合步驟亦合成出DB-PPV與MEH-PPV，化學結構如下，其中n代表重複單元之數目：

【實施例1：黃光芴系高分子液態螢光劑】

將共聚之黃光芴系螢光高分子以0.05重量份濃度溶於100重量份非共軛溶劑(Methyl-Cyclohexane/Aldrich；Decahydronaphthalene/Aldrich)中；以0.05重量份濃度溶於100重量份部分共軛溶劑(Cyclohexane benzene/Aldrich)中；以0.05重量份濃度溶於100重量份全共軛溶劑(Trimethyl Benzene/Aldrich；1-methyl Naphthalene/Aldrich)中，再各別添加10重量份濃度之非共軛光色調控劑(m-COC/Topas 6015,Ticona)於溶液中；以及添加10重量份濃度之部分共軛光色調控劑(Polystyrene/80G,奇美)於溶液中；與添加10重量份濃度之全共軛分子(Naphthalene/Aldrich)於溶液中。

參考表3。於JAS CO. V-530 UV-Vis吸收光譜儀測試其溶液吸收(UV-Vis)光譜，以及於FL4500/Hitachi螢光計中固定光激發波長450nm激發，測得其光激發光光譜(Photoluminescence,PL)。結果如表3。由表中可知：黃光螢光高分子可藉由溶劑與共溶分子的共軛分子比例，調整其吸收與發光波長。

【實施例2：其它光色液態螢光劑】

將共聚之綠光與紅光芴系螢光高分子、聚對苯乙烯(PPV)螢光高分子、以及購自Aldrich之香豆素6(Coumarin-6)，以0.05重量份濃度溶於非共軛溶劑(Methyl-Cyclohexane/Aldrich或THF/Acros)中；另外以0.05重量份濃度溶於全共軛溶劑(Toluene/Acros；1-methyl Naphthalene/Aldrich)中；綠光與紅光芴系螢光高分子部分樣品添加10重量份濃度之部分共軛光色調控劑(Polystyrene/80G,奇美)於溶液中，參考表4。於JASCO. V-530 UV-Vis吸收光譜儀測試其溶液吸收光譜，以及於FL4500/Hitachi螢光計中固定光激發波長450nm激發，測得其光激發光光譜。結果如表4。由表中可知：有機螢光材料確實可藉由溶劑中共軛分子比例來調整其吸收與發光波長。

【實施例3：白光、綠光與紅光發光二極體製作】

將黃光、綠光與紅光芴系螢光高分子分別以濃度0.02重量份(黃光)、0.5重量份(綠光)、0.5重量份(紅光)溶於100重量份TMB中，並加入10重量份聚苯乙烯(PS/80G奇美)，將其直接滴在具有聚乙烯醇保護膜的Cree GaN藍光LED晶片上，放置於積分球/SphereOptics量測系統中，以20mA電流點亮，量測其光電效率、色溫與CIE色座標，結果如表4。再將上述液態螢光劑滴入玻璃透鏡內，再封蓋於Cree GaN藍光LED晶片上，放置於積分球/SphereOptics量測系統中，量測其光電效率，結果如表5。

【實施例4：不同色溫之白光發光二極體】

將黃光芴系螢光高分子分別以不同重量份濃度溶於100重量份1-甲基萘(1-MeNa)中，並加入10重量份萘(Aldrich)，將此液態螢光劑滴入玻璃透鏡內，再封蓋於Cree GaN藍光LED晶片上，放置於積分球/SphereOptics量測系統中，以20mA電流點亮，量測其光電效率、色溫、CIE色座標與激發光峰值，結果如表6。

表6

雖然本發明已以數個較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作任意之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

100．．．發光裝置

200．．．基材

210．．．發光單元

220．．．液態螢光劑組成物

230．．．封裝元件

240．．．容置區域

250．．．保護層

第1圖顯示本發明一實施例之發光裝置的示意圖。

100．．．發光裝置

200．．．基材

210．．．發光單元

220．．．液態螢光劑組成物

230．．．封裝元件

240．．．容置區域

250．．．保護層

Claims (21)

1. 一種液態螢光劑組成物，包括：(a)0.001-2重量份之螢光材料，其擇自螢光高分子、螢光染料、或前述之組合，其中該螢光高分子具有式(I)之結構： 其中Ar₁ 、Ar₂ 、Ar₃ 係各自獨立的選自由下列式(II)官能基所組成之群組： 其中R₁ ~R₁₂ 係各自獨立的為氫，醇基，直鏈或支鏈之C_1-22 烷基，直鏈或支鏈之C_1-22 烷氧基，鄰位、間位或對位之烷基苯基，或鄰位、間位或對位之烷氧基苯基，且式(I)之m、n、p、q為重複單元之數目，且m/(m+n+p+q) 至少佔10%以上，以及其中該螢光染料包括：香豆素6(Coumarin 6)、螢光黃(Fluorescein)、吖啶(Acridine)、4-二氰亞甲基-2,6-二甲基-4H-吡喃(DCM；4-(Dicyanomethylene)-2-methyl-6-[p-(dimethylamino)-styryl]-4H-pyran)、硝基二苯乙烯(Nitrostilbene)、硝基苯並噁二唑(Nitrobenzoxadiazole)、核黃素(Riboflavin)、若丹明(Rhodamine)、或前述之組合；以及(b)100重量份之環狀分子溶劑，其沸點大於100℃，其中該環狀分子溶劑包括：甲苯(Toluene)、二甲苯(Xylene)、苯甲醚(Anisole)、苯乙醚(Phenetole)、三甲基苯(Tri-methyl benzene；TMB)、乙基苯(Ethylbenzene)、丙基苯(Propylbenzene)、異丙苯(Cumene)、甲基萘(Methylnaphthalene)、二甲基萘(Dimethylnaphthalene)、環己基苯(Cyclohexylbenzene)、甲基環己烷(Methylcyclohexane)、十氫萘(Decahydronaphthalene)、1,2,3,4-四氫萘(1,2,3,4-Tetrahydronaphthalene)、或前述之組合。
2. 如申請專利範圍第1項所述之液態螢光劑組成物，其中該螢光高分子為式(III)之聚對苯撐乙烯(PPV；poly(p-phenylene vinylene))系高分子， 其中R₁₃ ~R₁₅ 係各自獨立的為直鏈或支鏈之C_1-22 烷基，鄰位、間位或對位之烷基苯基，或鄰位、間位或對位之烷氧基苯基，且a、b為重複單元之數目。
3. 如申請專利範圍第1項所述之液態螢光劑組成物，其中該螢光材料之紫外光-可見光(UV-Vis)吸收光譜位於440-470nm。
4. 如申請專利範圍第1項所述之液態螢光劑組成物，更包括：(c)1-50重量份之光色調控劑。
5. 如申請專利範圍第4項所述之液態螢光劑組成物，其中該光色調控劑包括：環烯烴共聚物(m-COC)、聚苯乙烯(polystyrene)、聯苯撑(Biphenylene)、萘(naphthalene)、或前述之組合。
6. 如申請專利範圍第1項所述之液態螢光劑組成物，其中該液態螢光劑組成物在25℃下之黏度為1-50,000cps。
7. 如申請專利範圍第1項所述之液態螢光劑組成物，其中該液態螢光劑組成物之發光波長為530-700nm。
8. 如申請專利範圍第1項所述之液態螢光劑組成物，更包括：(d)0.02-5重量份之受阻胺光安定劑。
9. 如申請專利範圍第8項所述之液態螢光劑組成物，其中該受阻胺光安定劑包括：二(2,2,6,6-四甲基-4-砒啶基)癸二酯、N-甲基-1-丁胺、或前述之組合。
10. 一種發光裝置，包括：一基材；一發光單元，設置於該基材上；一如申請專利範圍第1-9項任一項所述之液態螢光劑 組成物，設置於該發光單元上；以及一封裝元件，將該液態螢光劑組成物密封在一容置區域中。
11. 如申請專利範圍第10項所述之發光裝置，其中該發光單元為無機發光二極體、雷射二極體、或有機發光二極體。
12. 如申請專利範圍第10項所述之發光裝置，其中該發光單元為GaN或GaInN藍光發光二極體晶片。
13. 如申請專利範圍第10項所述之發光裝置，其中該液態螢光劑組成物係以噴墨、點膠、網印、或灌注方式設置於該容置區域。
14. 如申請專利範圍第10項所述之發光裝置，其中該液態螢光劑組成物吸收該發光單元產生之第一光源，將之轉換成一第二光源。
15. 如申請專利範圍第14項所述之發光裝置，其中該第一光源與該第二光源混光而產生白光。
16. 如申請專利範圍第10項所述之發光裝置，其中更包括一保護層，設置於該發光單元上，以隔離該發光單元與該液態螢光劑組成物。
17. 如申請專利範圍第10項所述之發光裝置，其中該封裝元件為一玻璃或塑膠，且該容置區域位於該封裝元件與該基材之間。
18. 如申請專利範圍第10項所述之發光裝置，其中該封裝元件為一透明平板匣，且該容置區域位於該透明平板匣內。
19. 如申請專利範圍第10項所述之發光裝置，更包括一氣泡於該容置區域中。
20. 如申請專利範圍第10項所述之發光裝置，更包括一透明液體於該容置區域中，該透明液體與該液態螢光劑組成物不互溶或具有不同黏度。
21. 如申請專利範圍第10項所述之發光裝置，其中該容置區域中具有複數個不同發光波長的液態螢光劑組成物。